Typer av kablar som används i tunnelbanetunnlar: En komplett urvalsguide för tunnelbaneprojekt

En tunnelbanetunnel är en av de tuffaste platserna att installera en elkabel på. Utrymmet är begränsat, atmosfären är fuktig och ofta kemiskt aggressiv, underhållstillgången är begränsad till några timmar på natten, och ett enda fel under tjänstetid kan stranda tusentals passagerare under jorden. Tunnlar vibrerar också, bär strövströmmar och måste förbli farbara för evakuering om en brand bryter ut.

Därför byggs inget tunnelbaneprojekt med en enda "tunnelkabel". En modern linje använder flera kabelfamiljer samtidigt: mellanspänningsdistributionskablar, DC-dragkablar, lågspänningshjälp power cables , kontroll- och signalkablar, brandsäkra kablar för livssäkerhetskretsar och kommunikationskablar som strålande koaxialkabel. Avsnitten nedan förklarar vad varje typ gör och vilka egenskaper som avgör om den hör hemma i en tunnelspecifikation.

Varför valet av tunnelkabel är annorlunda

Innan du jämför produkter hjälper det att förstå villkoren som en tunnel ställer på varje kabel som installeras inuti den.

• Brand- och rökbeteende. Kablar är bland de största bränslebelastningarna i en tunnel, så flamspridning, värmeavgivning, rökdensitet och emission av sura gaser behandlas som primära designkriterier snarare än tillval.
• Fukt och grundvatten. Många tunnlar ligger under grundvattenytan, och kabelleder går ofta genom dräneringszoner där vatten finns i årtionden.
• Restricted space. Fästavstånd, böjradie och brickbelastning är alla täta, vilket gynnar kablar med förutsägbara, testade installationsegenskaper.
• Vibration and movement. Kontinuerliga tågvibrationer och tunnelandning kräver flexibla ledare och korrekt placerade klossar.
• Herrelösa strömmar och störningar. Traktionsreturströmmar och frekvensomriktare skapar elektriskt brus, så skärmning och jordning har lika stor betydelse som själva kabeln.
• Lång livslängd. Designlivslängden är vanligtvis 30 till 50 år med nästan ingen möjlighet att dra om en kabel, så åldrande prestanda uppväger första kostnaden.

Metro specifikationer stöder sig därför på en välbekant uppsättning standarder: IEC 60502-2 för mellanspänningskablar, IEC 60332-1 och IEC 60332-3 för flamutbredning, IEC 60331 för kretsintegritet under brand, IEC 60754 för halogen 6 den 1 syragas och IEC 60754 för halogen 6 den 1 syragas och IEC 60334. Ett datablad bör läsas mot dessa testresultat, inte mot marknadsföringsspråk.

De huvudsakliga typerna av kablar som används i tunnelbanetunnlar

Tabellen nedan sammanfattar de kabeltyper som normalt finns längs en tunnelbana med tunnelbana, tillsammans med den uppgift var och en utför. Listan är organiserad efter funktion, eftersom två kablar med identiska spänningsvärden kan ha väldigt olika jobb under jord.

En enda tunnelsektion kan innehålla alla åtta familjerna. De grupper som kräver den mest noggranna specifikationen beskrivs härnäst.

Mellanspänningsfördelnings- och DC-dragkablar

XLPE-isolerade distributionskablar

Traction transformatorstationer är vanligtvis placerade en till två kilometer från varandra och anslutna till det allmänna nätet genom en mellanspänningsring. Dessa ring- och matarkretsar är nästan alltid XLPE-isolerade kablar klassade mellan 3,6/6 kV och 26/35 kV, läggs antingen som enkellediga kablar i trefoil-formning eller som trelediga kablar med en gemensam metallskärm. Skärmen leder jordfelsström och styr det elektriska fältet, så dess tvärsnitt måste specificeras snarare än antas.

DC-dragkraftskablar

Den andra stora kraftfamiljen matar löpskenorna. Tredje skensystem arbetar vanligtvis med 750 V DC, medan kontaktledningssystem vanligtvis körs med 1500 V DC. Dessa är normalt enkärniga kablar med kraftiga kopparskärmar eller koncentriska ledare, valda främst för att begränsa ströströmkorrosion av tunnelbeklädnader, armering och nedgrävda metallverk. Isolering är vanligtvis XLPE, med låg-rök noll-halogen mantel där operatören kräver minskad rök i en nödsituation.

Strömkabel för tunnelbana och stadstrafik (märkspänning 35 kV) Produktöversikt Strömkablar för tunnelbana och lättviktsspår (35kV) är kritiska kraftöverföringskomponenter speciellt framtagna för stadstrafiksystem... Visa produkt →

Styr-, signal- och kommunikationskablar

Styrkablar

Styrkablar operate the equipment that keeps a tunnel habitable: ventilation fans, drainage pumps, platform screen doors, lighting contactors and switchgear. They are multi-core, generally rated 450/750 V, with PVC, cross-linked polyolefin or LSZH insulation. Where variable-frequency drives are involved, a braided or foil screen is added to contain switching noise.

Skärmad instrumentering och signalkablar

Skärmade instrumentkablar överför mät- och styrsignaler på låg nivå mellan sensorer, övervakningsenheter och SCADA-utomhus. Den vanliga konstruktionen är tvinnade par med individuella och övergripande skärmar plus en dräneringstråd, klassad 300/500 V. Skärmen är till för att hålla störningar borta snarare än att leda felström, och den måste vara jordad endast i ena änden för att undvika cirkulerande strömmar längs tunneln.

Strålande koaxialkabel

Radiosignaler går inte långt runt tunnelkrökar, så tunnelbanor använder strålande koaxialkabel, ofta kallad läckande matarkabel, monterad längs tunnelväggen. Dess slitsade yttre ledare låter kabeln fungera som en lång antenn, vilket ger kontinuerlig täckning för tåg-till-jord-kommunikation och räddningstjänstradio.

Dator och instrument skärmad kabel Produktöversikt Dator- och instrumentskärmade kablar är specialiserade lågspänningssignalöverföringstrådar designade för elektroniska datorer, elektriska instrument... Visa produkt →

Brandsäkra och flamskyddade kablar

Flamskyddsmedel och brandbeständigt är inte samma sak. En flamskyddad kabel motstår flamutbredning, verifierad av IEC 60332-1 för en enda kabel och IEC 60332-3 för en vertikal bunt, men det är inte nödvändigt att fortsätta arbeta under en brand. En brandsäker kabel lägger till en glimmertejpbarriär runt ledaren så att kretsen fortsätter att fungera under en definierad period, vanligen 30, 60 eller 120 minuter när den testas enligt IEC 60331. Nödbelysning, rökutsugsfläktar, brandpumpar, evakueringshissar och tunnelkommunikation är normalt anslutna med kablar av denna anledning.

Rök är den andra halvan av ekvationen. Halogenfria föreningar med låg rökhalt begränsar sura halogengaser till IEC 60754 och rökdensiteten till IEC 61034, vilket gör att utrymningsvägar och åtkomst till brandbekämpning är användbara. Om du väger dessa betyg för en specifik rutt, vår översikt över tre principer för val av flamskyddade kablar är en användbar utgångspunkt.

Flamskyddande och brandsäkra kabelserier Produktöversikt I moderna arkitektoniska och industriella säkerhetssystem är kablars brandprestanda hörnstenen för att minimera brandrelaterade förluster och säkra... Visa produkt →

Skydd mot vatten, gnagare och mekaniska skador

Brandprestanda är bara en del av specifikationen. Tunnlar kombinerar fuktig luft, dräneringsvatten, gnagaraktivitet och konstant mekanisk påfrestning, så de yttre skikten av kabeln gör riktigt jobb:

• Vattenblockerande tejper eller svällande pulver i ledarmellanrummen, för vägar under grundvattenytan.
• Ståltejp eller ståltrådsarmering där kablar är nedgrävda i inverten eller utsatta för stötar.
• Termit- och gnagarbeständiga hölje i tunnlar som passerar genom jord, gammal fyllning eller vegeterade sticklingar.
• Korrekt klotsavstånd och brandstoppstätning vid varje vägggenomföring, så att en kabelbrand inte kan spridas mellan sektionerna.

En specifikationschecklista för tunnelprojekt

När du förbereder ett kabelschema för en tunnelbanetunnel, gå igenom följande punkter innan du släpper förfrågan:

1. Separera kretsar efter funktion: dragkraft, hjälpkraft, styrning, signal och kommunikation.
2. Bekräfta spänningsklassen, ledarmaterialet och skärmtvärsnittet som krävs av jordnings- och strökströmstudien.
3. Ange brandprestanda som behövs för varje krets: flamskyddsmedel, brandbeständig med kretsintegritetstid eller båda.
4. Ange gränser för rök och sura gaser, till exempel IEC 61034 och IEC 60754, för alla kablar i upptagna områden.
5. Definiera miljöskyddet: vattenblockering, armering, motstånd mot gnagare.
6. Kontrollera böjningsradie och klossavstånd mot det faktiska tunneltvärsnittet och konsollayouten.
7. Be om typtestrapporter och tredjepartscertifiering, inte bara en katalogbeskrivning.

Att välja en kabelpartner för tunnelarbete

Tunnelkabel är ett långsiktigt åtagande, och det lönar sig att köpa den från en tillverkare som förstår tunnelbanedriftsprofiler snarare än en som bara anger en spänning. Vår egen tillverkningsbas i Guanlin, Yixing , känd över hela branschen som China Cable City, har producerat kraft, utrustning, luftledningar och specialkablar sedan 1998, med medelspännings-, kontroll-, brandsäker- och järnvägskonstruktioner som tunnelprojekt vanligtvis kräver. Managementsystem för kvalitet, miljö, arbetshälsa, energi och immateriella rättigheter är certifierade enligt ISO-standarder, och produkter har tredjepartsgodkännanden inklusive TUV-certifiering, vilket är viktigt när en specifikation måste försvaras vid designgranskning.

Om du sätter ihop ett kabelschema för en tunnelbanetunnel, skicka oss kretslistan och brandprestandakraven. Vi hjälper dig att matcha varje rutt till en kabeltyp som fungerar i drift, inte bara på papper.